磁共振高清彌散張量成像技術在甲狀腺相關性眼病活動性分期中的價值

張小輝 李詠梅 郁 斌 譚 歡 劉 存 龍 建 張志偉

甲狀腺相關眼眶病 （thyroid associated ophthalmopathy，TAO）又稱Graves眼病，是最常見的眼眶自身免疫性炎性疾病之一。眼外肌的增粗和眼部脂肪的浸潤是其最常見的體征，會導致眼球突出、復視及眼球運動受限等［1］。此外，眼眶組織在眶尖的堆積以及球后壓力的增加和視神經的拉伸都可能導致外壓性視神經病變，這是TAO最嚴重的眼科并發癥［1］。TAO的疾病過程可分為兩個不同的階段，即炎性活動期和纖維化非活動期。這兩個階段的治療方式有很大的差異。活動性炎性階段通常對抗炎治療敏感，而纖維化非活動期主要依靠外科減壓手術治療。因此，準確及時判斷疾病的活動狀態十分重要。磁共振高清彌散張量成像（diffusion tensor imaging，DTI），即讀出方向分段采樣技術（readout?segmented of long variable echo?trains，Resolve）?DTI能夠改善圖像質量，更好地區分正常解剖結構［2］。目前運用Resolve?DTI技術研究TAO活動性的報道非常有限。本研究的主要目的是用Resolve?DTI技術評估TAO患者視神經微結構的損傷并以此來評估疾病的活動性，從而為TAO患者的及時準確治療提供客觀依據。

方 法

1.研究對象

收集本院臨床確診的無明顯視神經病變的TAO患者26例，共52只眼，其中活動期眼21只，非活動期眼31只，年齡21～72歲，平均（44.30±13.32）歲。活動期判斷標準為臨床活動性評分（CAS），CAS共7項指標（自發性球后疼痛、凝視或眼球活動時疼痛、眼瞼充血、結膜充血、眼瞼水腫、眼部炎性反應和結膜水腫），每項1分，CAS≥3分為活動性，CAS<3分為非活動性。分別行眼部的MRI掃描，掃描時間約20 min，在SIEMENS MAGNETOM Skyra 3.0 T磁共振儀上進行，采用20通道的頭頸聯合線圈。所有受檢者均有完整的相關實驗室測量數據，包括促甲狀腺激素、游離甲狀腺素、三碘甲腺原氨酸、甲狀腺過氧化物酶抗體和促甲狀腺免疫球蛋白。入選本組樣本的排除標準：眼眶內或顱內有病變者，有其他相關免疫系統疾病者。所有受試者均簽署知情同意書。

2.MRI掃描方法

分別采集眼眶冠狀面Resolve?DTI圖像及常規圖像。Resolve?DTI選取30個方向，重復時間（TR）為4 170 ms，回波時間（TE）為70 ms，視野（FOV）為180 cm×180 mm，層厚2.5 mm，層間距0.25 mm，掃描時間283 s。常規圖像的掃描層面、層厚、層間距以及FOV等參數均復制Resolve?DTI，以保持研究的一致性。

3.圖像分析

在SIEMENS MAGNETOM Skyra后處理機器上進行視神經的相關測量，用DTI的原始數據進入磁共振神經3D后處理界面，進行DTI后處理，分別得到各向異性分數（fractional anisotropy，FA）、表觀彌散系數（apparent diffusion coefficient，ADC）、軸向彌散率（axial diffusivity，AD）及徑向彌散率（radial diffusivity，RD）圖。將冠狀位轉換到軸位，視神經長軸截面，減少部分容積效應，在視神經的最大橫斷面連續勾畫3個面積為3 mm2的感興趣區（ROI），盡量避開部分容積效應區域，如圖1和圖2所示［各分圖分別為正常對照組和TAO患者的FA、ADC、AD、RD圖及常規T2WI、T1WI及短TI反轉恢復（STIR）影像］，取3個區域的平均值為最終確定值。

圖1 正常對照組經DTI后處理得到的圖片

圖2 TAO患者（左眼處于非活動期，右眼處于活動期）經DTI后處理得到的圖片

4.統計學分析

采用SPSS19.0軟件。各組測量的參數以均數±標準差（±s）表示，組間樣本均數比較使用獨立樣本t檢驗，與CAS的相關性采用Pearson相關分析，P<0.05表示差異有統計學意義。

結 果

1.Resolve?DTI定量測量值的比較

處于活動期眼視神經的FA值明顯低于非活動期組，差異有統計學意義（P<0.05）；ADC值、AD值及RD值與非活動期組比較，差異沒有統計學意義（P>0.05）。詳見表1。

表1 TAO活動期及非活動期視神經各DTI定量參數值的比較

2.相關性分析

活動性眼的視神經CAS分值為（3.905±0.921）分，非活動期眼視神經CAS分值為（1.290±0.454）分；FA值與CAS呈負相關（r=-0.386，P=0.005），差異有統計學意義（P<0.05）。ADC（r=-0.152，P=0.282）、AD（r=-0.276，P=0.048）及RD（r=0.048，P=0.738）值與CAS分值均沒有相關性（P>0.05）。

討 論

甲狀腺相關眼眶病（TAO）是最常見的眼眶自身免疫性疾病，其疾病進程分為炎性活動期和纖維化非活動期，兩者的治療方式截然不同。因此，準確、及時判斷TAO的活動狀態十分重要。診斷和確定TAO的臨床階段主要取決于患者的臨床癥狀和體征。影像學研究可以提供客觀的眼部內部結構信息，提高診斷準確度［3］。CT可有效顯示視神經的增粗，超聲可用于測量眼外肌的厚度。然而，CT和超聲都不能提供視神經微結構的損傷。MRI技術由于軟組織顯影效果好以及沒有電離輻射等優點，越來越多地應用于TAO的評估，眼眶組織體積的測量有助于檢查TAO的受累程度，并可提高診斷準確度［4］。T2加權圖像和增強圖像上的信號強度也可以幫助分期和決定治療。但是，MRI技術對疾病分期的診斷準確度有限，從55.6%到71.2%不等［3］。最近，有研究報道了彌散加權成像（DWI）在TAO中眼外肌（extraocular muscles，EOM）的平均彌散率變化［5］。但是，彌散張量成像（DTI）可以提供更多關于微結構變化的信息，包括各向異性分數（FA），表觀彌散系數（ADC）、軸向擴散率（AD）和徑向擴散率（RD）。

DTI提供了關于組織微結構完整性的定量信息和方向性信息［6］，已越來越多地應用于評估各種眼部疾病，如青光眼、視神經炎等［7-8］。然而，應用DTI評估TAO患者微結構變化的研究仍然十分有限［9-12］，用于評估與TAO患者活動性分期相關性的研究更少，特別是應用Resolve?DTI評估視神經的報道更加少見［11］。而且，在以往的研究中，DTI常常采用單次激勵回波平面成像研究，易產生磁敏感偽影，成像圖像質量有限［9-10］。作為一種先進的DTI技術，Resolve?DTI是將k空間劃分為幾個小段，沿著方向分段讀取的新興技術。與單次激勵回波平面成像相比，它能夠提高圖像的質量，減少磁敏感偽影，更好地區分正常的解剖結構。到目前為止，應用DTI研究TAO患者視神經微結構損傷及疾病分析的研究十分有限，且結果不盡一致［10-11］；只有1篇文獻［11］報道了Resolve?DTI對TAO患者視神經的研究，且更加側重于眼外肌的研究。本研究的目的是用Resolve?DTI技術研究早期視神經微結構的損傷，為TAO患者的活動分期提供客觀依據，為早期診治并減少視神經嚴重并發癥的發生提供客觀依據。

FA是廣泛使用的DTI定量測量參數，反映了纖維的完整性和致密性。在本研究中，TAO患者活動期視神經的FA值明顯低于非活動期，這與文獻［11］報道有差別。本研究認為FA的降低可能與TAO患者的視神經細胞的溶解、纖維破壞或者視神經的炎癥過程有關。TAO活性期在組織學上主要表現為單核細胞浸潤、成纖維細胞增殖和水腫。相反，非活性期的特征是間質纖維化、膠原沉積和脂肪浸潤，因此活動期FA降低是很有可能的。先前的文獻［10］認為視神經的微結構損傷是腫脹的眼外肌壓迫所致，認為是肌源性視神經病變。雖然目前還不清楚肌源性視神經病變的確切機制，但普遍認為是機械壓迫和缺血造成的。這一差異可能部分與兩項研究之間患者群體的不同構成有關。更具體地說，患者嚴重程度的比例不同，CAS分值的差異較大，本研究CAS多在3～5分，平均為（3.905±0.921）分，也低于以前的研究［（4.6±2.3）分］。此外，不同掃描參數下FA值的變化也可能會有影響。例如，當應用較小的體素或減小彌散梯度方向時，FA值可能會更大［13-14］。因此，應進一步研究更統一的參數和更大的樣本量，包括更多、更廣的CAS分值的樣本，以明確TAO患者視神經FA的確切變化。

本研究發現活動期視神經的ADC、AD及RD值與非活動期均無明顯差別，這與文獻報道一致。另外，本研究發現視神經FA值與TAO患者的CAS分值存在明顯的負相關，而文獻報道視神經FA值與CAS分值呈明顯正相關［10］。造成這一差別的部分原因可能與研究群體疾病的嚴重程度有關，本研究群體TAO患者的眼肌腫脹不明顯，而文獻報道的TAO患者眼肌腫脹明顯。與文獻報道一致，本研究也未發現ADC值、AD值及RD值與CAS分值的相關性。CAS是可以將大多數TAO患者區分為疾病活動期和非活動期的評分標準，而非活動期簡單評分標準，但是不涉及視神經的評估。因此，后期研究需要根據其他涉及視神經評分的方法進行相關性分析，進一步驗證視神經FA值在區分TAO患者活動期和非活動期的價值。

本研究使用Resolve?DTI序列進行DTI掃描，可得到更為清晰的圖像，減少了磁敏感偽影，更好地觀察視神經結構，有助于減少測量偏差。總之，我們的初步研究結果表明，Resolve?DTI有助于檢測視神經早期微結構的變化，并能提高TAO患者活動性分期的診斷準確度。視神經FA值有望作為判斷TAO疾病活動性的指標。